ترسیم حریم کمّی چاه‌های برداشت به کمک الگوریتم گام تصادفی و مدل شبیه‌ساز feflow

ترسیم و تعیین حریم کمّی چاه‌ها از جمله اقداماتی است که باید در هر آبخوان صورت بگیرد. روش‌های مورد استفاده به منظور رسم این محدوده در دو بخش ساده و پیچیده قرار می‌گیرند. در بخش ساده از چندین رابطه ریاضی و در بخش پیچیده از مدل‌های عددی استفاده می‌شود. در این پژوهش برای اولین بار با استفاده از الگوریتم گام تصادفی و مدل عددی اجزاء محدود، حریم کمّی چاه‌های موجود در یک آبخوان استاندارد محصور و آبخوان آزاد بیرجند تعیین و ترسیم شدند. پس از مدل‌سازی سطح آب زیرزمینی در دوره 12 ماهه 1390-1391 به کمک شبیه‌ساز feflow، حریم کمّی برای چاه‌ها ترسیم شدند. در آبخوان استاندارد حریم کمّی برای هر سه چاه بهره‌برداری به صورت جداگانه در دو دوره 50 و 180 روزه ترسیم شدند. نتایج نشان دادند که کشیدگی حریم برای هر سه چاه به سمت قسمتی از آبخوان می‌باشد که سطح آب زیرزمینی بالاتری نسبت به بقیه مناطق دارد. همچنین در مناطقی از آبخوان که قابلیت انتقال بیشتری دارند، حریم عریض‌تر بوده و با ورود به مناطقی با قابلیت انتقال کمتر، از عرض آن کاسته و باریک‌تر می‌شود به طوریکه در چاه شماره دو عرض حریم در منطقه 3، 302.86 متر بوده و این در حالی است که در منطقه 2 که قابلیت انتقال کمتری دارد، 267.46 متر می‌باشد. در آبخوان بیرجند که شامل 190 حلقه چاه است، 5 چاه به طور دلخواه انتخاب شدند و حریم کمّی برای آن‌ها در دو دوره پنج و سی ساله ترسیم شدند. نتایج نشان دادند که کشیدگی حریم به سمت مرزهای هد ثابت مطابق با الگوی جریان بوده و دو پارامتر دبی و هدایت هیدرولیکی نقش بسزایی در شکل آن دارد. به طوریکه در چاه شماره 5، که کمترین دبی برداشت را دارد، طول حریم در دوره 5 ساله حداقل مقدار یعنی 364.62 متر داشته است.

Determination of Well’s Capture Zones Using Random Walk Algorithm and FeFlow Simulation Model

Determination of wells’ capture zones are one of the important issues which must be considered in every aquifers. Methods used for depicting this area divides into two simple and complex methods. Through the simple one several mathematical equations utilized and in the complex method, numerical models are applied. In this study, for the first time, the capture zone of the extraction wells in a standard confined aquifer and Birjand unconfined aquifer was determined using Feflow simulation model. After the simulation procedure in the period of 13901391 with monthly time step, the groundwater head is obtained, then the capture zone for each well was depicted. In confined aquifer this area individually determined for 3 extraction wells in two periods of 50 and 180 days. The results showed that the extension of the capture zone for all three wells is toward the part of the aquifer with higher groundwater level. Also, the results revealed that, in areas of the aquifer with higher transmissivity coefficient, the zone is more extended and for the areas with lower transmissivity coefficient, its width decreases and becomes narrower. For instance in second well the width of capture zone in the third zone is 302.86 m, however, it is 267.46 m in the second zone. In Birjand aquifer which consists of 190 extraction wells, 5 wells were chosen randomly to depict capture zone for them in five years and thirty years period. The results revealed that the extension of the capture zones were corresponded to the flow direction. Also, extraction rate of wells and hydraulic conductivity coefficient were two effective parameters in the shape of these zones. As the fifth well in Birjand aquifer with the least value of discharge rate had the smallest length of capture zones among all the wells.